Estructura de la Membrana Mitocondrial y Reacciones

Estructura de la Membrana Mitocondrial

• La membrana mitocondrial es una doble membrana.
• La membrana externa es permeable a iones metálicos y muchos polipéptidos.
• La composición de la membrana externa incluye proteínas que forman poros llamados porinas.
• Estas porinas permiten el paso de moléculas grandes.
• La membrana externa tiene pocas funciones enzimáticas y de transporte.
• Está compuesta principalmente de un 70% de proteínas.
• La membrana interna contiene más proteínas que la externa.
• Carece de poros y posee alta selectividad.
• Tiene funciones enzimáticas y un sistema de transporte.
• Posee crestas mitocondriales, donde se encuentran complejos enzimáticos.

Reacciones Endergónicas, Exergónicas y Exotérmicas

• Endergónicas: Requieren energía para llevarse a cabo. Absorben energía del entorno, aumentando el contenido energético de los productos.
• En la mitocondria, un ejemplo es la síntesis de ATP a partir de ADP y fosfato inorgánico mediante la fosforilación oxidativa.
• Exergónicas: Liberan energía al ocurrir. La energía contenida en los enlaces químicos de los reactivos se transforma en energía libre.
• En la mitocondria, un ejemplo de esto es la oxidación de nutrientes (como la glucosa) en el ciclo de Krebs.
• Exotérmicas: Son un tipo de reacción exergónica que libera calor como resultado de la reacción.
• En la mitocondria, ejemplo de este tipo de reacción, es la oxidación de la glucosa y la respiración celular en general.

Sistema de Transporte de Electrones

• Es un proceso fundamental en la producción de energía en las células.
• Se imagina como una cinta transportadora molecular que lleva electrones a través de una serie de proteínas, generando energía en el proceso.
• Se utiliza NADH + H+ y NAD+ como componentes principales en el proceso.
• También utiliza Succinate y Fumarate.

Complejo I: NADH Deshidrogenasa

• Transfiere 2 electrones a la ubiquinona.
• Transfiere 4 protones desde la matriz al espacio intermembrana.
• Contiene NADH, FMN y centros FE-S.

Complejo II: Succinato Deshidrogenasa

• Es la única enzima del ciclo de Krebs ligada a la membrana.
• Transfiere electrones a la ubiquinona.
• No hay bombeo de protones a través de este complejo.

Coenzima Q/Ubiquinona

• Transporta 2 electrones y dos protones hacia el complejo III.
• Es liposoluble.

Complejo III: Ubiquinona citocromo c-oxidorreductasa (Complejo citocromo bc)

• Acopla la transferencia de electrones desde la ubiquinona al citocromo c.

Citocromo C

• Transporta electrones de uno en uno.
• Es hidrosoluble.

Complejo IV: Citocromo oxidasa

• Transporta electrones desde el citocromo c al oxígeno molecular.
• Reduce el oxígeno molecular a agua (H₂O).
• Hay bombeo de protones.

Oxidación-Reducción (Redox)

• Oxidación: Proceso donde una sustancia pierde electrones. En la oxidación, el número de oxidación de la sustancia aumenta.
• Reducción: Proceso donde una sustancia gana electrones. En la reducción, el número de oxidación de la sustancia disminuye.
• El transporte de electrones implica que un compuesto se oxida (pierde electrones) y otro se reduce (gana electrones).

Transporte Activo

• Es el movimiento de moléculas a través de una membrana contra su gradiente de concentración, requiriendo energía (ATP).
• Primario: Utiliza directamente la energía ATP para mover moléculas. Ejemplo: bomba de protones que transporta protones.
• Secundario: Aprovecha el gradiente creado por el transporte activo primario para mover moléculas. Ejemplo: transporte de piruvato.

Difusión Simple

• Es un tipo de transporte de sustancias a través de una membrana sin gasto de energía en favor del gradiente de concentración.

Difusión Facilitada

• Es un proceso de transporte pasivo en la membrana celular donde las moléculas se mueven a través de proteínas transportadoras.

ósmosis

• Es un proceso vital para el metabolismo celular. Permite el intercambio de materia entre el interior y el exterior de la célula sin consumir energía.

Respiración Celular

• La mitocondria es la central eléctrica de la célula donde ocurre la mayor parte de la respiración celular.
• La glucosa, proveniente de los alimentos, se descompone en el citoplasma.
• La mitocondria recibe los productos de la glucólisis.
• La mitocondria produce una gran cantidad de ATP mediante la fosforilación oxidativa.
• La mitocondria libera dióxido de carbono y agua como productos de desecho.